黃偉軍,肖金球,張兄武,楊利娟

(蘇州科技學院電子與信息工程學院,江蘇蘇州 215011)

我院“單片機原理與應用”課程教學改革與實踐項目組提出了“重視基礎、提高綜合、引導創(chuàng)新”三層次的教學模式,將單片機課程的教學分為基本知識教學、綜合應用知識教學和創(chuàng)新實踐指導教學三種類型,強化對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高應用單片機新技術解決具體實際問題的能力。

1 教材建設

我們在課程教學內(nèi)容上,注重單片機結構體系原理以及傳統(tǒng)應用的基礎上,增加了當前的一些主流技術,包括USB接口和網(wǎng)絡芯片接口等熱門應用內(nèi)容。為此,我們組織教師編寫了新教材《單片機原理與接口技術》[1],該教材以MCS-51系列單片機為核心,著重介紹了一些應用新興技術,如T LC2543串行A/D、SED1330系列大屏幕LCD、全雙工單片MODEM和高速并行USB接口芯片等內(nèi)容。應用系統(tǒng)設計則列舉了自主開發(fā)完成的系統(tǒng)實例,通過實例闡述應用單片機開發(fā)產(chǎn)品的基本方法和技術,該教材已于2005年出版。

2 理論教學

我們對單片機理論和實踐教學進行統(tǒng)一設計及安排,重點加強學生動手能力和應用能力的培養(yǎng)。對大部分學生的教學執(zhí)行基本教學大綱的要求,對部分學有余力的學生,創(chuàng)造條件提高他們的實際應用能力,以滿足其個性發(fā)展需求。

1)課程網(wǎng)站和“天空教室”

我們建立了單片機課程網(wǎng)站和“天空教室”。課程網(wǎng)站有豐富的課程資源,在“天空教室”中有“教學要求”、“課件”、“習題”和“自測題”等欄目,教師可通過“天空教室”布置作業(yè),學生也可通過“天空教室”網(wǎng)上提交作業(yè)。我們并開設了討論區(qū)和答疑區(qū)。

2)教學內(nèi)容

針對本課程工程實踐性較強的特點,我們側重訓練學生應用知識的能力。其核心是訓練學生在獲得單片機基礎知識的同時,掌握單片機的系統(tǒng)設計方法及應用。

針對學生學習入門難的問題,我們在教學中注重實例的選擇,開始通過簡單應用實例引導學生進入單片機應用制作,然后鼓勵他們進行完整應用系統(tǒng)的仿真及制作,避免學生產(chǎn)生畏難情緒影響學習;

針對單片機實際應用中C51成為主流的現(xiàn)實,我們在教學中編程既講匯編也介紹C51,通過匯編幫助理解基本概念,特別是存儲器結構問題,通過C51解決復雜應用系統(tǒng)編程問題。

3)教學方法

在單片機教學中,課堂上主要是介紹單片機的結構、時序、存儲器、指令、程序設計和接口電路及應用。我們在課堂教學中,采用了Proteus進行仿真實例演示。教師帶上典型實物,如LED顯示和交通燈等進行演示,讓學生對單片機應用系統(tǒng)有一個感性認識。同時用Proteus畫同樣的線路圖,調用同樣的程序進行仿真,便可產(chǎn)生同樣的效果。由于大部分學生都有電腦,課外有條件進行相應的編程和Proteus仿真練習。隨著課堂內(nèi)容的推進和深入,教師的講解在使用板書和多媒體課件的同時,能不斷擴展Proteus仿真功能。從最初的內(nèi)部存儲器的使用到簡單的I/O端口操作,從內(nèi)部功能塊的使用到外部接口的擴展,從簡單的按鍵與LED顯示操作到擴展A/D與D/A構建成為一個完整系統(tǒng)。學生能將單片機原理與結構、程序的編寫、硬件線路圖的構建和仿真運行有機地結合在一起。學生最終基本上可以設計一個簡單的單片機軟硬件系統(tǒng)。

4)考核評價

我們在教學考核方式上,采用“考試+實踐考核+綜合評定”的考核方式。期末考試重點考核學生的理論知識的掌握程度;實踐環(huán)節(jié)考核學生的動手能力;綜合評定(大作業(yè))由學生根據(jù)自己情況,設計一套單片機應用系統(tǒng),采用Proteus仿真完成,通過天空教室提交。

3 實踐教學

我院學生的實踐環(huán)節(jié)分為課程實驗、課程設計、自主訓練、集中訓練和畢業(yè)設計五個階段?！皢纹瑱C原理與應用”這門課程的實踐場地除了單片機實驗室外,還開辟了綜合實驗室和創(chuàng)新實驗室兩個開放式實驗室,供學生自主使用。

為了使學生具有較好的單片機實際應用能力,我們專門開發(fā)了基于MCS-51單片機的多功能板,上面有 LED、LCD 、交通燈 、繼電器控制、A/D、溫度傳感器、日歷時鐘及擴展口。學生籍此自我命題并自主完成實驗任務[2]。

我們把綜合實驗室和創(chuàng)新實驗室作為開放式實驗室,供給部分對單片機有興趣的學生使用。我們還支持學生參與各類課外科技活動,申請科研立項,開展項目研究。我院學生在各類設計大賽中獲得了優(yōu)異的成績[3]。

4 結語

本課程的教學改革與實踐已取得了一定的成績,編寫的教材《單片機原理與接口技術》被評為2007年江蘇省高等學校優(yōu)秀精品教材。項目組教師完成的“大眾化教育背景下`單片機原理與應用'課程改革與實踐”獲得了2007年“江蘇省高等教育教學成果獎”二等獎。而且,本課程被評為2009年江蘇省精品課程。

[1] 肖金球等.《單片機原理與接口技術》教材的編寫思路及特點[J].南京:電氣電子教學學報,2005(1)

[2] 肖伸平,凌云,何小寧等.單片機應用技術課程實踐化教學改革的探索[J].北京:實驗技術與管理,2006(12)

[3] 唐鴻儒,夏揚等.單片機課程的實踐教學探索[J].南京:電氣電子教學學報,2005(1)